发表高分高性价比sci一筹莫展?看看外显子组测序

在众多测序方法中,外显子组测序技术是比较常见且发表文章数量比较多的一种,今天,我们先了解一下什么是外显子组测序吧!


【什么是外显子组测序】

外显子组测序(Whole Exome Sequencing, WES)是利用探针杂交富集外显子区域的DNA序列,通过高通量测序,发现与蛋白质功能改变相关的遗传突变的技术手段。


在人类基因组中,大约有180,000个外显子,占人类基因组的1%。因此,外显子组测序更加经济、高效。其具体优势可以概括为以下几个方面:


1. 直接对蛋白编码序列进行测序,找出影响蛋白结构的变异;

2. 高深度测序,可发现常见变异及频率低于1%的罕见变异;

3. 外显子约占基因组的1%,有效降低费用、周期和工作量。


下面小编准备了两篇应用外显子组测序进行研究的文章,拓展大家的研究思路

案例一 Nature Genetics先天性心脏病

1)    研究背景

先天性心脏病(Congenital heart defects,CHDs)在新生儿中的发病率在0.8~1%,尽管CHD在人类中有大量单基因病的例子,但是患者的兄弟姐妹患此病的风险却很低,提示新生突变或不完全外显在起重要作用。有CHD症状的综合征病人中的10%有新生的蛋白结构截断变异(PTVs),


2)方法流程

3)研究结果

 I. S-CHD和NS-CHD相比,新生PTV和错义突变的数量显著增多。

图1  通过Burdern分析,在S-CHD和NS-CHD患者中比较新生突变和遗传突变

II. 在S-CHD患者中富集的有显著性差异的新生突变的基因中,9个与发育障碍相关,8个与CHD相关。


表1  在S-CHD患者中富集到的有显著性差异的新生突变的基因

III. 发现了3个S-CHD的新的致病基因,分别为CDK13,CHD4和 PRKD1;其中CDK13编码的蛋白高度保守。


图2  在518个S-CHD患者中的新生突变富集到的基因


图3  在S-CHD患者中的CDK13突变

IV. 通过分层贝叶斯建模综合分析,发现16个基因有很高的可信度,12个与发育障碍相关,1个与CHD相关与发育障碍无关(MYH6),3个(CHD4,CDK13和DIAPH3)是之前未知的候选基因。


图4  使用分层贝叶斯建模综合分析新生突变和遗传变异富集  

4)研究结论


 I. S-CHD患者的致病机制是因为发生了新生PTVs;NS-CHD患者的致病机制则是因为 PTVs遗传自未患病的父母,遗传模式为不完全外显。


II. 为解释CHD患者的兄弟姐妹有低的患病风险提供了遗传依据。


以上就是利用1891个样本发表的一篇优秀的文章,然而,大家不禁会问,没有大量样本就不能发好文章了吗?下面奉上一篇只用了2例外显子组测序样本发表的文章,拥有绝对超值的性价比。

 

案例二  首次发现人类无头精子症的致病基因

1)研究背景:

目前将近 15%的夫妻面临不孕不育症所带来的痛苦,其中 50%是由男方因素所致,而导致男性不育的主要原因之一是畸形精子症。


自1981年第一个人类无头精子症病例报道以来,国际上陆续报道了20多个无头精子症病例,但仍未发现任何基因的突变与人类该表型相关。此综合征患者的精液中接近100%的精子都畸形。


2)方法流程

3)研究结果

 I.针对2例散发样本筛选共有突变基因,发现 SUN5 基因发生突变:a. 一个样本中存在纯合突变(c.824C>T[p.Thr275Met]);b. 另一个样本中存在复合杂合突变(c.1006C>T [p.Arg356Cys] 和(c.485T>A[p.Met162Lys]);

II. SUN5 上携带的突变在8/17无亲缘关系的不孕不育男性样本中存在,解释了47.06%的患者;

III. 突变导致SUN5 表达缺失、表达量显著降低、截断表达,某些突变导致 SUN5 在精子头—尾连接处分布改变。


图5  家系图谱和无头精子综合征家系中 SUN5 基因突变(Sanger测序)

4)研究结论

I. 该研究结果揭示了 SUN5 双等位基因突变引起常染色体—隐性无头精子综合征,并且是导致人类无头精子症的主要致病原因。

II. SUN5 基因是首个被发现的参与人类无头精子症发病分子机制的基因。

III. 该研究成果为人类无头精子症的精确诊断、遗传咨询以及生育选择提供了理论依据。


希望对你研究有所帮助!

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